単一アト秒パルスの高出力化による電子ダイナミクス計測

使用高输出单阿秒脉冲进行电子动力学测量

• 批准号: 26246033
• 负责人: 緑川 克美
• 金额: $ 9.15万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26246033/
• 关键词: 量子エレクトロニクス; 非線形光学; アト秒科学; レーザー工学; 超高速光科学

物質中の電子の動きを捉えることができるアト秒パルスレーザーは、物理学や化学のみならず生物・医科学等の分野においても今後必須のツールとなると考えられる。2001年にアト秒パルスおよびパルス列の発生が観測されて以来、その発生・計測法ならびに利用は、急速に発展してきたが、未だに波長域、エネルギー、平均出力等は十分ではなくその応用範囲を制限している。特に、単一アト秒パルスに関しては、その強度および繰り返し速度は、目標となる計測に必要とされるレベルには達していない。本申請では、申請者らがこれまで開発してきた2波長励起による高強度の単一アト秒パルスの発生法をさらに高度化し、その波長域をサブkeV領域にまで拡張するとともに、リング型共振器を用いた新しい超高繰り返しアト秒パルス光源を開発し、アト秒科学の先端を切り開くことを目的とする。平成26年度は、我々の考案した赤外パルスを用いた2波長励起法による高強度単一アト秒パルスの短波長化ならびに短パルス化を行い、その時間波形を自己相関法を用いて計測するための装置の設計と予備実験の準備を開始した。実験では、励起光のエネルギーをメインパルスとアシストパルスで各々約20mJと4mJに増強するとともに、10cmのガスセルに焦点距離5mのレンズで緩やかに集光し高エネルギーの連続スペクトルを発生する。さらに、Siのビームスプリッターを介して、励起光を除去したのち、Mo/Si多層膜鏡で飛行時間型質量分析装置に設置されたHeガスジェット中に集光する。このとき多層膜鏡の帯域を43～53eVに設計することにより、Heの2光子二重電離により発生するHe2+イオンを信号とする自己相関計測が可能になる。

可以在物理和化学方面，而且在生物学和医学等领域中，可以捕捉到可以捕获电子在物质上的电子运动的Attsond脉冲激光器。由于在2001年观察到了Attsond脉冲和脉冲序列的产生，因此这些方法的生成和测量方法已经迅速发展，但是波长范围，能量，平均功率等仍然不够，并且应用范围限制。特别是，对于单一的脉冲，其强度和重复率尚未达到目标测量所需的水平。该应用程序旨在进一步完善使用两波长激发产生高强度的单一脉冲脉冲的方法，将波长范围扩展到子键区域，并使用环形型谐振器开发新的超高重复AttoSecond脉冲光源，并打开Attosecond Science的最前沿。在2014财年，我们使用我们设计的红外脉冲缩短了波长并缩短了高强度的单一脉冲脉冲，并使用两波长的激发方法开始设计一种设备，并使用自相关方法测量时间波形并准备初步实验。在实验中，使用主脉冲和辅助脉冲分别增加了激发光的能量，分别增加到大约20mJ和4MJ，并且该光缓慢地集中在10厘米的气电池中，焦距为5M，产生连续的高能谱。此外，通过SI梁分离器除去激发灯，然后使用MO/SI多层胶片镜子将光收集到安装在飞行时间质谱仪中的HE气流中。目前，通过将多层镜的频带设计为43-53 eV，可以使用由HE的两光子双电离作为信号产生的HE2+离子进行自相关测量。